KR102287923B1 - Polishing pad, preparation method thereof, and preparation method of semiconductor device using same - Google Patents

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Abstract

구현예에 따른 연마패드는 연마층 내 존재하는 원소, 특히 산소(O) 원소의 함량, 및 산소(O) 및 질소(N) 원소의 총 함량을 조절함으로써, 연마 입자 및 연마패드의 결합력을 제어하고, 이에 따라 상기 연마 입자 및 반도체 기판(웨이퍼)의 결합력을 향상시켜, 이로 인해 연마율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기 연마패드를 이용하여 높은 품질의 반도체 소자를 효율적으로 제조할 수 있다.The polishing pad according to the embodiment controls the bonding force between the abrasive particles and the polishing pad by controlling the content of elements present in the polishing layer, in particular, the oxygen (O) element, and the total content of oxygen (O) and nitrogen (N) elements. and thereby improving the bonding force between the abrasive particles and the semiconductor substrate (wafer), thereby improving the polishing rate. Therefore, it is possible to efficiently manufacture a high-quality semiconductor device using the polishing pad.

Description

연마패드, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법{POLISHING PAD, PREPARATION METHOD THEREOF, AND PREPARATION METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE USING SAME}Polishing pad, manufacturing method thereof, and manufacturing method of a semiconductor device using the same

구현예들은 반도체의 화학적 기계적 평탄화(CMP) 공정에 사용될 수 있는 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a polishing pad that can be used in a chemical mechanical planarization (CMP) process of a semiconductor, a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.

반도체 제조공정 중 화학적 기계적 연마(CMP) 공정은, 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 헤드에 부착하고 정반(platen) 상에 형성된 연마패드의 표면에 접촉하도록 한 상태에서, 슬러리를 공급하여 반도체 기판 표면을 화학적으로 반응시키면서 정반과 헤드를 상대운동시켜 기계적으로 반도체 기판 표면의 요철부분을 평탄화하는 공정이다.In the chemical mechanical polishing (CMP) process of the semiconductor manufacturing process, a semiconductor substrate such as a wafer is attached to a head and brought into contact with the surface of a polishing pad formed on a platen, and a slurry is supplied to chemically clean the semiconductor substrate surface. It is a process of mechanically planarizing the concavo-convex part of the surface of a semiconductor substrate by moving the surface plate and the head relative to each other while reacting with the

연마패드는 이와 같은 CMP 공정에서 중요한 역할을 담당하는 필수적인 원부자재로서, 일반적으로 폴리우레탄 수지로 이루어지고, 상기 폴리우레탄 수지는 디이소시아네이트 화합물과 폴리올을 반응시켜 얻은 우레탄계 예비중합체, 경화제, 발포제 등을 포함한다.The polishing pad is an essential raw material that plays an important role in the CMP process, and is generally made of a polyurethane resin, and the polyurethane resin is a urethane-based prepolymer obtained by reacting a diisocyanate compound with a polyol, a curing agent, a foaming agent, etc. include

이 중 우레탄계 예비중합체는 중합시 사용되는 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올의 종류 및 함량에 따라 성질과 물성이 변할 수 있고, 이러한 물성은 CMP 공정의 성능에 크게 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 연마패드의 물성뿐만 아니라, 예비중합체의 물성을 조절하는 것이 CMP 패드 특성을 크게 바꿀 수 있는 중요한 인자라 할 수 있다. Of these, the urethane-based prepolymer may have different properties and properties depending on the type and content of the diisocyanate compound and polyol used during polymerization, and these properties may greatly affect the performance of the CMP process. Therefore, controlling not only the physical properties of the polishing pad but also the physical properties of the prepolymer is an important factor that can significantly change the properties of the CMP pad.

또한, 상기 성분들로 제조된 연마패드의 연마층은 CMP 공정 중에 반도체 기판의 표면과 직접 상호 작용하므로 반도체 기판의 표면의 가공 품질에 영향을 주고, 특히 연마층의 성분과 물성에 따라 CMP 공정의 연마율이 민감하게 달라질 수 있다.In addition, since the polishing layer of the polishing pad manufactured with the above components directly interacts with the surface of the semiconductor substrate during the CMP process, it affects the processing quality of the surface of the semiconductor substrate. The polishing rate can be sensitively changed.

따라서, CMP 공정의 연마율을 향상시키기 위해, 연마층의 성분 및 물성을 제어함으로써 최적 범위의 물성 및 연마율 조건을 설계할 수 있는 연마패드의 개발이 절실히 필요한 실정이다.Therefore, in order to improve the polishing rate of the CMP process, there is an urgent need to develop a polishing pad capable of designing an optimum range of physical properties and polishing rate conditions by controlling the components and physical properties of the polishing layer.

한국 공개특허공보 제 2016-0027075 호Korean Patent Publication No. 2016-0027075

본 발명은 연마패드 제조시 사용되는 성분들의 종류 및 함량에 따라 반도체 기판의 표면의 가공 품질에 영향을 주고 연마율이 민감하게 달라질 수 있다는 점을 인식하고 꾸준히 연구한 결과, 연마층 내에 존재하는 각 원소의 함량에 따라 연마패드 및 연마 입자의 결합력, 나아가 연마 입자 및 반도체 기판의 결합력이 달라지고, 이로 인해 연마율 등의 CMP 성능에 영향을 미침을 발견하게 되었다.According to the present invention, as a result of continuous research, recognizing that the type and content of components used in manufacturing a polishing pad affect the processing quality of the surface of the semiconductor substrate and the polishing rate can be sensitively changed, each It was found that the bonding force between the polishing pad and the abrasive particles, and further, the bonding strength between the abrasive particles and the semiconductor substrate, varies depending on the content of the element, which affects the CMP performance such as the polishing rate.

따라서 구현예의 목적은, 연마층 내 산소(O) 원소의 함량, 및 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량을 조절하여 연마율을 현저히 향상시킬 수 있는, 연마패드, 이의 제조방법, 및 상기 연마패드를 이용하여 반도체 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the embodiment is to control the content of element oxygen (O) in the polishing layer, and the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements to significantly improve the polishing rate, a polishing pad, a method for manufacturing the same, and a method of manufacturing a semiconductor device using the polishing pad.

일 구현예에 따르면, 우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 연마층을 포함하고, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며, 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%인, 연마패드가 제공된다.According to one embodiment, an abrasive layer comprising a cured product of a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent and a foaming agent, wherein the content of oxygen (O) element in the abrasive layer is 15 based on the total weight of the abrasive layer and 19 wt% to 19 wt%, wherein the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the abrasive layer is 20 wt% to 27 wt% based on the total weight of the abrasive layer.

다른 구현예에 따르면, 우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 순차 또는 동시 혼합하여 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 조성물을 몰드 내에 주입하여 경화하여 연마층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며, 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O)의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%인, 연마패드의 제조방법이 제공된다.According to another embodiment, preparing a composition by sequentially or simultaneously mixing a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent; and injecting the composition into a mold and curing it to form an abrasive layer, wherein the content of element oxygen (O) in the abrasive layer is 15 wt% to 19 wt% based on the total weight of the abrasive layer, There is provided a method of manufacturing a polishing pad, wherein the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) in the polishing layer is 20 wt % to 27 wt % based on the total weight of the polishing layer.

또 다른 구현예에 따르면, 연마패드를 이용하여 반도체 기판의 표면을 연마하는 단계를 포함하고, 상기 연마패드가 우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 연마층을 포함하고, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며, 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O)의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%인, 반도체 소자의 제조방법이 제공된다.According to another embodiment, comprising the step of polishing the surface of the semiconductor substrate using a polishing pad, wherein the polishing pad comprises a polishing layer comprising a cured product of a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent and a foaming agent, , the content of oxygen (O) element in the abrasive layer is 15 wt% to 19 wt% based on the total weight of the abrasive layer, and the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) in the abrasive layer is A method of manufacturing a semiconductor device is provided in an amount of 20 wt% to 27 wt% based on the total weight.

상기 구현예에 따른 연마패드는 연마층 내 존재하는 원소의 함량, 특히 산소(O) 원소의 함량, 및 산소(O) 및 질소(N) 원소의 총 함량을 조절함으로써, 연마 입자 및 연마패드의 결합력을 제어하고, 이에 따라 상기 연마 입자 및 반도체 기판(웨이퍼)의 결합력을 향상시켜, 이로 인해 연마율을 향상시킬 수 있다.In the polishing pad according to the embodiment, by controlling the content of elements present in the polishing layer, particularly the content of oxygen (O) element, and the total content of oxygen (O) and nitrogen (N) elements, the abrasive particles and the polishing pad By controlling the bonding force, thereby improving the bonding strength between the abrasive particles and the semiconductor substrate (wafer), it is possible to improve the polishing rate.

나아가, 상기 연마패드를 이용하여 높은 품질의 반도체 소자를 효율적으로 제조할 수 있다.Furthermore, a high-quality semiconductor device can be efficiently manufactured using the polishing pad.

도 1은 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 연마패드의 연마율을 나타낸 것이다.
도 2는 일 구현예에 따른 반도체 소자 제조 공정의 개략적인 공정도를 도시한 것이다.
1 shows the polishing rates of the polishing pads prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3;
2 is a schematic flowchart of a semiconductor device manufacturing process according to an exemplary embodiment.

이하의 구현예의 설명에 있어서, 각 층, 패드 또는 시트 등이 각 층, 패드 또는 시트 등의 상(on) 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상"과 "하"는 직접(directly) 또는 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. In the following description of embodiments, "above" and "under" each layer, pad or sheet, etc., when described as being formed on or under each layer, pad or sheet, etc. includes all those formed directly or indirectly through other components.

각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.The criteria for the upper/lower of each component will be described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for explanation, and does not mean a size actually applied.

본 명세서에서 일 구성요소를 "포함"한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, "including" a component means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

또한 본 명세서에 기재된 구성성분의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.In addition, it should be understood that all numerical ranges indicating physical property values, dimensions, etc. of the components described in the present specification are modified by the term "about" in all cases unless otherwise specified.

[연마패드][polishing pad]

일 구현예에 따른 연마패드는, 우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 연마층을 포함하고, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량은 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며, 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량은 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%이다.The polishing pad according to an embodiment includes a polishing layer including a cured product of a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent, and the content of oxygen (O) element in the polishing layer is the total weight of the polishing layer. 15 wt% to 19 wt%, and the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the abrasive layer is 20 wt% to 27 wt% based on the total weight of the abrasive layer.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 연마층 내 상기 산소(O) 원소의 함량 및 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량에 따라 연마율을 현저히 향상시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the polishing rate can be significantly improved according to the content of the oxygen (O) element and the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the polishing layer.

우선, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량은 연마패드와 연마 입자의 결합력, 및 연마 입자와 반도체 기판의 결합력에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 연마층 내 산소(O) 원소의 함량을 제어하여 이들의 결합력을 조절할 수 있으며, 이로 인해 연마율을 향상시킬 수 있다. First, the content of oxygen (O) element in the polishing layer may affect the bonding force between the polishing pad and the abrasive particles and the bonding strength between the abrasive particles and the semiconductor substrate. Therefore, by controlling the content of the oxygen (O) element in the polishing layer, the bonding force thereof can be adjusted, thereby improving the polishing rate.

상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량은 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%, 16 중량% 내지 18.9 중량%, 15 중량% 내지 18 중량%, 또는 16 중량% 내지 18 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 산소(O) 원소의 함량이 상기 범위인 경우, 연마시 사용되는 연마 입자, 예를 들어 세리아(CeO2) 입자와 연마패드의 결합력이 적절히 제어되고, 이에 따라 상기 세리아(CeO2) 입자와 반도체 기판(웨이퍼)의 결합력이 향상되어 연마율을 향상시킬 수 있다. 상기 산소(O) 원소의 함량이 19 중량%를 초과하는 경우 연마시 사용되는 상기 세리아(CeO2) 입자와 연마패드의 결합력이 지나치게 증가하여, 상기 세리아(CeO2) 입자와 웨이퍼의 결합력을 감소시키므로 연마율에 악영향을 줄 수 있다. 이에 반해, 상기 산소(O) 원소의 함량이 15 중량% 미만인 경우 연마패드와 세리아(CeO2) 입자와 접착력이 떨어지기 때문에 오히려 웨이퍼와의 결합이 증가하고, 이에 따라 결함 및 스크래치가 증가 하는 문제가 있을 수 있다.The content of element oxygen (O) in the abrasive layer may be 15 wt% to 19 wt%, 16 wt% to 18.9 wt%, 15 wt% to 18 wt%, or 16 wt% to 18 wt% based on the total weight of the abrasive layer. % by weight. Specifically, when the content of the oxygen (O) element is within the above range, the abrasive particles used during polishing, for example, ceria (CeO 2 ), the bonding force between the particles and the polishing pad is appropriately controlled, and thus the ceria (CeO 2 ) ), the bonding force between the particles and the semiconductor substrate (wafer) is improved, thereby improving the polishing rate. When the content of the oxygen (O) element exceeds 19% by weight, the bonding strength between the ceria (CeO 2 ) particles and the polishing pad used during polishing is excessively increased, thereby reducing the bonding strength between the ceria (CeO 2 ) particles and the wafer. Therefore, it may adversely affect the polishing rate. On the other hand, when the content of the oxygen (O) element is less than 15% by weight , the adhesion between the polishing pad and the ceria (CeO 2 ) particles is lowered, so the bonding with the wafer is rather increased, and thus defects and scratches are increased. there may be

또한, 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량은 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%, 22 중량% 내지 27 중량%, 23 중량% 내지 27 중량%, 또는 22 중량% 내지 25 중량%일 수 있다. 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량은 반도체 기판 또는 슬러리와의 결합력에 영향을 주므로, 상기 범위를 만족하는 경우 연마율을 향상시킬 수 있다. 만일, 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 20 중량% 미만이면 결함 및 스크래치가 증가하는 문제가 있을 수 있고, 27 중량%를 초과하는 경우 연마율이 저하되는 문제가 있을 수 있다.In addition, the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the abrasive layer is 20 wt% to 27 wt%, 22 wt% to 27 wt%, 23 wt% to 27 wt% based on the total weight of the abrasive layer %, or 22% to 25% by weight. Since the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the polishing layer affects the bonding strength with the semiconductor substrate or the slurry, the polishing rate may be improved when the above ranges are satisfied. If the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the polishing layer is less than 20% by weight, defects and scratches may increase, and if it exceeds 27% by weight, the polishing rate is lowered there may be

한편, 상기 연마층 내 주요 원소는 탄소(C), 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 연마층 내 주요 원소는 탄소(C), 질소(N), 산소(O), 수소(H), Si(규소) 및 염소(Cl) 원소를 포함할 수 있다. 상기 연마층 내 주요 원소의 총 함량, 예를 들어 탄소(C), 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소의 총 함량은 상기 연마층 총 중량을 기준으로 92 중량% 내지 96 중량%, 92 중량% 내지 95.5 중량%, 92 중량% 내지 94 중량%, 또는 94 중량% 내지 96 중량%일 수 있다.Meanwhile, the main elements in the polishing layer may include carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), and hydrogen (H) elements. In addition, the main elements in the polishing layer may include carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), hydrogen (H), Si (silicon) and chlorine (Cl) elements. The total content of major elements in the polishing layer, for example, the total content of carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O) and hydrogen (H) elements, is 92 wt % to 96 wt % based on the total weight of the polishing layer. % by weight, 92% to 95.5% by weight, 92% to 94% by weight, or 94% to 96% by weight.

상기 연마층 내 주요 원소, 예를 들어 탄소(C), 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소를 제외한 기타 원소의 총 함량은 상기 연마층 총 중량을 기준으로 4 중량% 내지 8 중량%, 4.5 중량% 내지 8 중량%, 5 중량% 내지 7 중량%, 4 중량% 내지 7 중량%, 또는 6 중량% 내지 8 중량%일 수 있다.The total content of other elements other than the main elements in the polishing layer, for example, carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O) and hydrogen (H) elements, based on the total weight of the polishing layer, 4 wt% to 8 wt%, 4.5 wt% to 8 wt%, 5 wt% to 7 wt%, 4 wt% to 7 wt%, or 6 wt% to 8 wt%.

또한, 상기 연마층 내 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소의 총 함량은 상기 연마층 내 주요 원소의 총 함량을 기준으로, 구체적으로 상기 연마층 내 탄소(C), 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소의 총 함량을 기준으로 30 중량% 내지 35 중량%, 32 중량% 내지 35 중량%, 또는 33 중량% 내지 34 중량%일 수 있다. 상기 연마층 내 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소의 총 함량은 반도체 기판 또는 슬러리와의 결합력에 영향을 주므로, 상기 범위를 만족하는 경우 연마율을 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, the total content of nitrogen (N), oxygen (O) and hydrogen (H) elements in the abrasive layer is based on the total content of major elements in the abrasive layer, specifically, carbon (C), nitrogen in the abrasive layer 30 wt% to 35 wt%, 32 wt% to 35 wt%, or 33 wt% to 34 wt% based on the total content of (N), oxygen (O) and hydrogen (H) elements. Since the total content of nitrogen (N), oxygen (O), and hydrogen (H) elements in the polishing layer affects the bonding strength with the semiconductor substrate or the slurry, the polishing rate can be further improved when the above ranges are satisfied.

상기 연마층 내 각 원소 함량은 핵자기 공명(nuclear magnetic resonance; NMR) 또는 원소 분석기(element analysis; EA)로 측정될 수 있으며, 연마층 내 각 원소 함량은 연마패드의 상부층(top pad)을 원소 분석기인 모델명 Flash2000(Thermo Fisher Scientific, Germany)를 사용하여 측정하였다.The content of each element in the polishing layer may be measured by nuclear magnetic resonance (NMR) or element analysis (EA), and the content of each element in the polishing layer is determined by applying an element to the top pad of the polishing pad. Measurements were made using an analyzer, model name Flash2000 (Thermo Fisher Scientific, Germany).

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 연마층 내 산소(O) 원소는 상기 우레탄계 예비중합체에 사용되는 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올로부터 유래된 것일 수 있다. 또한, 상기 연마층 내 산소(O) 원소는 경화제로부터 유래된 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the oxygen (O) element in the polishing layer may be derived from the diisocyanate compound and polyol used in the urethane-based prepolymer. In addition, the oxygen (O) element in the polishing layer may be derived from a curing agent.

우레탄계 예비중합체Urethane-based prepolymer

상기 우레탄계 예비중합체(prepolymer)는 산소(O) 원소, 수소(H) 원소 및 질소(N) 원소, 및 이들의 총 함량을 제어하는데 중요한 요소가 될 수 있다. 즉, 상기 우레탄계 예비중합체의 중합시 사용되는 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올의 종류, 및 이들의 함량에 따라 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 달라질 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 우레탄계 예비중합체의 중합시 사용되는 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올의 종류, 및 이들의 함량에 따라 연마층 내 산소(O) 원소, 수소(H) 원소 및 질소(N) 원소의 각 함량, 및 이들의 총 함량이 달라질 수 있다.The urethane-based prepolymer may be an important factor in controlling oxygen (O) element, hydrogen (H) element and nitrogen (N) element, and their total content. That is, the content of the oxygen (O) element in the polishing layer may vary depending on the type of the diisocyanate compound and the polyol used in polymerization of the urethane-based prepolymer, and the content thereof. In addition, each content of oxygen (O) element, hydrogen (H) element and nitrogen (N) element in the polishing layer according to the type of diisocyanate compound and polyol used during polymerization of the urethane-based prepolymer, and their content, and their total content may vary.

구체적으로, 상기 우레탄계 예비중합체는 1종 이상의 디이소시아네이트 화합물 및 2종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함할 수 있으며, 상기 연마층 내 산소(O) 원소가 상기 디이소시아네이트 화합물, 및 폴리올로부터 유래된 것일 수 있다. Specifically, the urethane-based prepolymer may include a prepolymerization reaction product of at least one diisocyanate compound and at least two polyols, and the oxygen (O) element in the polishing layer is derived from the diisocyanate compound and the polyol. it could be

상기 예비중합 반응이란 일반적으로 최종 고분자 성형품을 제조함에 있어서 성형하기 쉽도록 모노머의 중합을 중간 단계에서 중지시켜 비교적 낮은 분자량의 고분자를 얻는 반응을 의미한다. 따라서 예비중합 반응생성물을 포함하는 예비중합체는 그 자체로 또는 다른 중합성 화합물이나 경화제와 더 반응하여 최종 제품으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 우레탄계 예비중합체의 중량평균분자량(Mw)은 500 g/mol 내지 3,000 g/mol, 600 g/mol 내지 2,000 g/mol, 또는 700 g/mol 내지 1,500 g/mol일 수 있다.The prepolymerization reaction generally refers to a reaction in which a polymer having a relatively low molecular weight is obtained by stopping polymerization of a monomer in an intermediate stage to facilitate molding in the production of a final polymer molded article. Thus, the prepolymer comprising the prepolymerization reaction product can be formed into a final product by itself or by further reaction with another polymerizable compound or curing agent. For example, the weight average molecular weight (Mw) of the urethane-based prepolymer may be 500 g/mol to 3,000 g/mol, 600 g/mol to 2,000 g/mol, or 700 g/mol to 1,500 g/mol.

상기 1종 이상의 디이소시아네이트 화합물은 1종 이상의 방향족 디이소시아네이트 화합물 및/또는 1종 이상의 지방족 디이소시아네이트 화합물일 수 있으며, 예를 들어, 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(naphthalene-1,5-diisocyanate), 파라-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate), 톨리딘 디이소시아네이트(tolidine diisocyanate), 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate, MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI) 및 이소포론 디이소시아네이트(isoporone diisocyanate) 등으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 디이소시아네이트 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate, MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 및 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. The at least one diisocyanate compound may be at least one aromatic diisocyanate compound and/or at least one aliphatic diisocyanate compound, for example, toluene diisocyanate (TDI), naphthalene-1,5-di Isocyanate (naphthalene-1,5-diisocyanate), para-phenylene diisocyanate (p-phenylene diisocyanate), tolidine diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate ( It may include at least one selected from the group consisting of hexamethylene diisocyanate, HDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI), and isophorone diisocyanate. Specifically, the diisocyanate compound is toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (hexamethylene diisocyanate, HDI), and dicyclohexylmethane diisocyanate (dicyclohexylmethane) diisocyanate, H12MDI) may be at least one selected from the group consisting of.

한편, 상기 폴리올은 2개 이상의 하이드록실기를 갖는 화합물을 의미하며, 상기 2종 이상의 폴리올은 1종 이상의 단분자형 폴리올 및 1종 이상의 고분자형 폴리올일 수 있다. Meanwhile, the polyol refers to a compound having two or more hydroxyl groups, and the two or more polyols may be one or more monomolecular polyols and one or more polymer polyols.

상기 단분자형 폴리올 및 고분자형 폴리올의 종류 및 함량을 조절함으로써, 연마층 내의 각 원소 함량, 구체적으로 산소(O) 원소의 함량을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 겔타임 및 경도를 포함한 물성을 변화시킬 수 있다. 또한, 상기 폴리올을 1종만 사용하여 연마층 내 산소(O) 원소의 함량을 조절한다고 하여도, 연마패드의 물성, 특히 경도에 악영향을 줄 수 있다. By controlling the type and content of the monomolecular polyol and the polymer polyol, the content of each element in the polishing layer, specifically, the content of element oxygen (O) can be controlled, and physical properties including gel time and hardness can be changed. can do it In addition, even if the content of oxygen (O) element in the polishing layer is controlled by using only one kind of the polyol, the physical properties, particularly hardness, of the polishing pad may be adversely affected.

상기 단분자형 폴리올의 중량평균분자량은 70 내지 200 g/mol이며, 상기 고분자형 폴리올의 중량평균분자량은 300 g/mol 내지 3,000 g/mol일 수 있다.The monomolecular polyol may have a weight average molecular weight of 70 to 200 g/mol, and the high molecular weight polyol may have a weight average molecular weight of 300 g/mol to 3,000 g/mol.

상기 단분자형 폴리올은 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG), 프로판디올(PDO) 및 메틸프로판디올(MP-diol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로 겔타임 및 경도를 고려할 때 상기 단분자형 폴리올은 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.The monomolecular polyol may include at least one selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), propylene glycol (PG), propanediol (PDO) and methylpropanediol (MP-diol). Specifically, in consideration of the gel time and hardness, the monomolecular polyol may include diethylene glycol (DEG), propylene glycol (PG), or a mixture thereof.

상기 고분자형 폴리올은 폴리테트라메틸렌 글리콜(polytetramethylene glycol; PTMG), 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜(polytetramethylene etherglycol; PTMEG), 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol) 및 폴리카프로락톤 폴리올(polycarprolactone polyol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로 겔타임 및 경도를 고려하여 상기 고분자형 폴리올은 폴리테트라메틸렌 글리콜(polytetramethylene glycol; PTMG) 및 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(polytetramethylene etherglycol; PTMEG)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The polymeric polyol is polytetramethylene glycol (PTMG), polytetramethylene etherglycol (PTMEG), polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol ) and polycaprolactone polyol (polycarprolactone polyol). It may be at least one selected from the group consisting of tetramethylene ether glycol (PTMEG).

상기 폴리올 유래의 산소(O) 원소 및 상기 디이소시아네이트 화합물 유래의 산소(O) 원소의 몰비는 1 : 0.1 내지 0.5, 구체적으로 1 : 0.1 내지 0.4일 수 있다.The molar ratio of the oxygen (O) element derived from the polyol and the oxygen (O) element derived from the diisocyanate compound may be 1:0.1 to 0.5, specifically 1:0.1 to 0.4.

상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 폴리올의 혼합 중량비는 1 : 1.35 내지 1.55 중량비, 구체적으로 1 : 1.35 내지 1.53 중량비, 더욱 구체적으로 1 : 1.40 내지 1.50 중량비일 수 있다.The mixing weight ratio of the diisocyanate compound and the polyol may be 1:1.35 to 1.55 weight ratio, specifically 1:1.35 to 1.53 weight ratio, and more specifically 1:1.40 to 1.50 weight ratio.

상기 단분자형 폴리올 및 상기 고분자형 폴리올의 혼합 중량비는 1 : 8 내지 10, 구체적으로 1 : 8.5 내지 9.8, 더욱 구체적으로 1 : 8.5 내지 9.6일 수 있다. 상기 단분자형 폴리올 및 고분자형 폴리올의 혼합 중량비가 상기 범위인 경우, 본 발명에서 목적하는 경도를 구현할 수 있다. 만일, 상기 혼합 중량비가 상기 범위를 벗어나는 경우 경도가 지나치게 증가하거나, 또는 지나치게 감소할 수 있다. A mixing weight ratio of the monomolecular polyol and the polymer polyol may be 1: 8 to 10, specifically 1: 8.5 to 9.8, and more specifically 1: 8.5 to 9.6. When the mixing weight ratio of the monomolecular polyol and the polymer polyol is within the above range, the hardness desired in the present invention may be realized. If the mixing weight ratio is out of the above range, hardness may be excessively increased or decreased excessively.

또한, 상기 디이소시아네이트 화합물 및 고분자형 폴리올의 혼합 중량비는 1 : 1.2 내지 1.43, 구체적으로 1 : 1.25 내지 1.43, 더욱 구체적으로 1 : 1.25 내지 1.35일 수 있다.In addition, the mixing weight ratio of the diisocyanate compound and the polymer-type polyol may be 1: 1.2 to 1.43, specifically 1: 1.25 to 1.43, and more specifically 1: 1.25 to 1.35.

한편, 상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 단분자형 폴리올의 혼합 중량비는 1 : 0.11 내지 0.15, 구체적으로 1 : 0.12 내지 0.14, 더욱 구체적으로 1 : 0.13 내지 0.14일 수 있다.On the other hand, the mixing weight ratio of the diisocyanate compound and the monomolecular polyol may be 1: 0.11 to 0.15, specifically 1: 0.12 to 0.14, more specifically 1: 0.13 to 0.14.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 연마패드가 상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 폴리올의 혼합 중량비 1 : 1.35 내지 1.55; 상기 단분자형 폴리올 및 상기 고분자형 폴리올의 혼합 중량비 1 : 8 내지 10; 상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 고분자형 폴리올의 혼합 중량비 1 : 1.2 내지 1.43; 및 상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 단분자형 폴리올의 혼합 중량비 1 : 0.11 내지 0.15;의 혼합 중량비 중에서 적어도 하나를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polishing pad may have a mixing weight ratio of the diisocyanate compound and the polyol of 1: 1.35 to 1.55; A mixing weight ratio of the monomolecular polyol and the high molecular polyol 1: 8 to 10; A mixing weight ratio of the diisocyanate compound and the polymer-type polyol 1: 1.2 to 1.43; and a mixing weight ratio of the diisocyanate compound and the monomolecular polyol 1: 0.11 to 0.15;

상기 디이소시아네이트 화합물의 함량은 상기 조성물(연마패드 제조용 조성물) 총 중량을 기준으로 29.9 중량% 내지 35 중량%일 수 있다. 구체적으로 상기 디이소시아네이트 화합물의 함량은 상기 조성물 총 중량을 기준으로 30 중량% 내지 34 중량%, 30 중량% 내지 33 중량%, 32 중량% 내지 34 중량%, 또는 31 중량% 내지 33 중량%일 수 있다. 상기 디이소시아네이트 화합물의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 연마층 내 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 지나치게 커지게 되므로 연마율에 악영향을 줄 수 있고, 상기 범위 미만인 경우 연마층 내 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 지나치게 작아지게 되므로 결함 및 스크래치가 증가할 수 있다. The content of the diisocyanate compound may be 29.9 wt% to 35 wt% based on the total weight of the composition (composition for manufacturing a polishing pad). Specifically, the content of the diisocyanate compound may be 30 wt% to 34 wt%, 30 wt% to 33 wt%, 32 wt% to 34 wt%, or 31 wt% to 33 wt% based on the total weight of the composition there is. When the content of the diisocyanate compound exceeds the above range, the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the abrasive layer becomes excessively large, which may adversely affect the polishing rate. Since the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements becomes too small, defects and scratches may increase.

상기 2종 이상의 폴리올의 총 함량은 상기 조성물(연마패드 제조용 조성물) 총 중량을 기준으로 42 중량% 내지 47 중량%, 구체적으로 44 중량% 내지 47 중량%일 수 있다.The total content of the two or more polyols may be 42 wt% to 47 wt%, specifically 44 wt% to 47 wt%, based on the total weight of the composition (composition for manufacturing a polishing pad).

상기 고분자형 폴리올의 함량은 상기 조성물(연마패드 제조용 조성물) 총 중량을 기준으로 35 중량% 내지 42.8 중량%, 38 중량% 내지 42 중량%, 39 중량% 내지 42 중량%, 또는 40 중량% 내지 42 중량%일 수 있다. 상기 고분자형 폴리올의 함량이 상기 범위보다 적은 경우 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 저하될 수 있으며, 이에 따라 연마율 및 결함수에 악영향을 줄 수 있다.The content of the polymer-type polyol is 35 wt% to 42.8 wt%, 38 wt% to 42 wt%, 39 wt% to 42 wt%, or 40 wt% to 42 wt% based on the total weight of the composition (composition for manufacturing a polishing pad) % by weight. When the content of the polymer-type polyol is less than the above range, the content of element oxygen (O) in the polishing layer may be reduced, which may adversely affect the polishing rate and the number of defects.

상기 단분자형 폴리올의 함량은 상기 조성물(연마패드 제조용 조성물) 총 중량을 기준으로 4.0 중량% 내지 4.5 중량%, 구체적으로 4.1 중량% 내지 4.5 중량%, 더욱 구체적으로 구체적으로 4.2 중량% 내지 4.4 중량%일 수 있다. 상기 단분자형 폴리올의 함량이 상기 범위보다 적은 경우 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 저하될 수 있으며, 이에 따라 연마율 및 결함수에 악영향을 줄 수 있다.The content of the monomolecular polyol is 4.0 wt% to 4.5 wt%, specifically 4.1 wt% to 4.5 wt%, more specifically 4.2 wt% to 4.4 wt%, based on the total weight of the composition (composition for manufacturing a polishing pad) It can be %. When the content of the monomolecular polyol is less than the above range, the content of element oxygen (O) in the polishing layer may be reduced, which may adversely affect the polishing rate and the number of defects.

상기 우레탄계 예비중합체는 8 중량% 내지 12 중량%의 디이소시아네이트 화합물 말단기를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 우레탄계 예비중합체는 8 중량% 내지 10 중량%의 디이소시아네이트 화합물 말단기를 가질 수 있다.The urethane-based prepolymer may have a diisocyanate compound end group in an amount of 8 wt% to 12 wt%. Specifically, the urethane-based prepolymer may have an end group of the diisocyanate compound in an amount of 8 wt% to 10 wt%.

우레탄계 예비중합체의 제조방법Method for preparing urethane-based prepolymer

상기 우레탄계 예비중합체는 앞서 설명한 바와 같이 1종 이상의 디이소시아네이트 화합물과 2종 이상의 폴리올을 예비중합 반응시켜 제조될 수 있다.The urethane-based prepolymer may be prepared by prepolymerizing one or more diisocyanate compounds and two or more polyols as described above.

이 과정에서 투입되는 각각의 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올의 종류 및 함량을 제어하여 연마층 내 각 원소의 함량, 구체적으로 산소(O) 원소, 수소(H) 원소 및 질소(N) 원소의 각 함량, 또는 이들의 총 함량을 제어할 수 있다.In this process, by controlling the type and content of each diisocyanate compound and polyol input, the content of each element in the abrasive layer, specifically, the content of each element of oxygen (O), hydrogen (H) and nitrogen (N); Or their total content can be controlled.

우레탄계 예비중합체 내의 디이소시아네이트 화합물의 종류별 함량과 반응 또는 미반응 정도는 NMR 장비를 이용하여 측정될 수 있으며, 목적하는 수준으로 예비중합 반응이 이루어졌는지 확인 후에 필요하다면 반응 조건을 변경하여 우레탄계 예비중합체를 제조할 수 있다.The content of each type of diisocyanate compound in the urethane-based prepolymer and the degree of reaction or unreacted can be measured using NMR equipment. can be manufactured.

또한 상기 예비중합 반응에는 추가의 디이소시아네이트 화합물 또는 알콜 등의 모노머, 또는 그 외 첨가제가 더 투입될 수 있다.In addition, an additional diisocyanate compound or monomer such as alcohol, or other additives may be further added to the prepolymerization reaction.

경화제hardener

상기 경화제는 상기 산소(O) 원소의 함량 및/또는 질소(N) 원소의 함량을 제어하는데 중요한 요소가 될 수 있다. 즉, 상기 경화제의 종류 및 함량에 따라 연마층 내 산소(O) 원소의 함량 및/또는 질소(N) 원소의 함량이 달라질 수 있다. 예를 들어, 알코올계 아민 경화제를 사용하는 경우 산소(O) 원소의 함량이 달라질 수 있으며, 질소(N) 함유 경화제를 사용하는 경우 질소(N) 원소의 함량이 달라질 수 있다.The curing agent may be an important factor in controlling the content of the oxygen (O) element and/or the nitrogen (N) element content. That is, the content of the oxygen (O) element and/or the content of the nitrogen (N) element in the polishing layer may vary according to the type and content of the curing agent. For example, when an alcohol-based amine curing agent is used, the content of element oxygen (O) may vary, and when a curing agent containing nitrogen (N) is used, the content of element nitrogen (N) may vary.

상기 경화제는 질소(N) 함유 경화제를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA), 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine; DETDA), 디아미노디페닐메탄(diaminodiphenylmethane), 디아미노디페닐설폰(diaminodiphenylsulfone), m-자일릴렌디아민(m-xylylenediamine), 이소포론디아민(isophoronediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라아민(triethylenetetramine), 폴리프로필렌디아민(polypropylenediamine), 폴리프로필렌트리아민(polypropylenetriamine) 및 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA)를 포함할 수 있다.The curing agent may include a nitrogen (N)-containing curing agent, for example, 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA), diethyl toluenediamine (diethyltoluenediamine; DETDA), diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, m-xylylenediamine, isophoronediamine, ethylenediamine, Diethylenetriamine, triethylenetetramine, polypropylenediamine, polypropylenetriamine and bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane (bis(4-amino- 3-chlorophenyl) methane) may include one or more selected from the group consisting of. Specifically, the curing agent may include 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA).

상기 경화제의 함량은 본 발명의 연마패드의 물성 및 연마율을 향상시키는데 중요한 요소일 수 있다.The content of the curing agent may be an important factor in improving the physical properties and polishing rate of the polishing pad of the present invention.

예를 들어, 상기 경화제의 함량은 상기 조성물 총 중량을 기준으로 16.0 중량% 내지 20 중량%, 17.0 중량% 내지 19.3 중량%, 17.0 중량% 내지 19.0 중량%, 또는 18.0 중량% 내지 19.3 중량%일 수 있다. 상기 범위의 경화제를 포함하는 경우 연마패드의 경도, 인장강도, 신율 및 모듈러스 등의 물성을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 경화제의 함량이 지나치게 적은 경우, 연마층 내 산소(O) 및 질소(N) 원소의 함량이 본 발명의 범위에서 벗어날 수 있다. For example, the content of the curing agent may be 16.0 wt% to 20 wt%, 17.0 wt% to 19.3 wt%, 17.0 wt% to 19.0 wt%, or 18.0 wt% to 19.3 wt% based on the total weight of the composition there is. When the curing agent in the above range is included, physical properties such as hardness, tensile strength, elongation and modulus of the polishing pad can be improved. In addition, when the content of the curing agent is too small, the content of oxygen (O) and nitrogen (N) elements in the polishing layer may deviate from the scope of the present invention.

한편, 상기 우레탄계 예비중합체의 디이소시아네이트 화합물 및 경화제는, 각각의 분자 내의 반응성 기(reactive group)의 몰 수 기준으로, 1:0.8 내지 1:1.2의 몰 당량비, 또는 1:0.9 내지 1:1.1의 몰 당량비로 혼합될 수 있다. 여기서 "각각의 반응성 기의 몰 수 기준"이라 함은, 예를 들어 우레탄계 예비중합체의 디이소시아네이트 화합물이기의 몰 수와 경화제의 반응성 기(아민기)의 몰 수를 기준으로 하는 것을 의미한다. 따라서, 상기 우레탄계 예비중합체의 디이소시아네이트 화합물 말단기 및 상기 경화제의 아민기의 몰 당량비가 1:0.8 내지 1.2일 수 있다. 상기 우레탄계 예비중합체 및 경화제는 앞서 예시된 몰 당량비를 만족하는 양으로 단위 시간당 투입되도록 투입 속도가 조절되어, 혼합 과정에 일정한 속도로 투입될 수 있다.On the other hand, the diisocyanate compound and the curing agent of the urethane-based prepolymer, based on the number of moles of reactive groups in each molecule, in a molar equivalent ratio of 1:0.8 to 1:1.2, or 1:0.9 to 1:1.1 They may be mixed in a molar equivalent ratio. Here, "based on the number of moles of each reactive group" means, for example, based on the number of moles of diisocyanate compound groups of the urethane-based prepolymer and the number of moles of reactive groups (amine groups) of the curing agent. Accordingly, the molar equivalent ratio of the diisocyanate compound terminal group of the urethane-based prepolymer and the amine group of the curing agent may be 1:0.8 to 1.2. The urethane-based prepolymer and the curing agent may be added at a constant rate during the mixing process by controlling the feeding rate to be added per unit time in amounts satisfying the molar equivalent ratio exemplified above.

발포제blowing agent

상기 발포제는 연마패드의 공극 형성에 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않는다. The foaming agent is not particularly limited as long as it is commonly used to form pores of the polishing pad.

예를 들어, 상기 발포제는 중공 구조를 가지는 고상 발포제, 휘발성 액체를 이용한 액상 발포제, 및 불활성 가스 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.For example, the foaming agent may be at least one selected from a solid foaming agent having a hollow structure, a liquid foaming agent using a volatile liquid, and an inert gas.

상기 고상 발포제는 열팽창된 마이크로 캡슐일 수 있고, 이는 열팽창성 마이크로 캡슐을 가열 팽창시켜 얻어진 것일 수 있다. 상기 열팽창된 마이크로 캡슐은 이미 팽창된 마이크로 벌룬의 구조체로서 균일한 크기의 입경을 가짐으로써 기공의 입경 크기를 균일하게 조절 가능한 장점을 갖는다. 구체적으로, 상기 고상 발포제는 5 ㎛ 내지 200 ㎛의 평균 입경을 갖는 마이크로 벌룬 구조체일 수 있다. The solid foaming agent may be thermally expanded microcapsules, which may be obtained by heating and expanding thermally expandable microcapsules. The thermally expanded microcapsule is a structure of an already expanded microballoon, and has the advantage of uniformly controlling the particle size of the pores by having a uniform particle size. Specifically, the solid foaming agent may be a micro-balloon structure having an average particle diameter of 5 μm to 200 μm.

상기 열팽창성 마이크로 캡슐은 열가소성 수지를 포함하는 외피; 및 상기 외피 내부에 봉입된 발포제를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 수지는 염화비닐리덴계 공중합체, 아크릴로니트릴계 공중합체, 메타크릴로니트릴계 공중합체 및 아크릴계 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 나아가, 상기 발포제는 탄소수 1 내지 7개의 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The thermally expandable microcapsules may include: a shell including a thermoplastic resin; And it may include a foaming agent encapsulated inside the shell. The thermoplastic resin may be at least one selected from the group consisting of a vinylidene chloride-based copolymer, an acrylonitrile-based copolymer, a methacrylonitrile-based copolymer, and an acrylic copolymer. Further, the blowing agent may be at least one selected from the group consisting of hydrocarbons having 1 to 7 carbon atoms.

상기 고상 발포제는 상기 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 2.0 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 고상 발포제는 상기 조성물 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 또는 0.8 중량% 내지 1.4 중량%의 양으로 사용될 수 있다.The solid foaming agent may be used in an amount of 0.1 wt% to 2.0 wt% based on the total weight of the composition. Specifically, the solid foaming agent may be used in an amount of 0.5 wt% to 1.5 wt%, or 0.8 wt% to 1.4 wt%, based on the total weight of the composition.

상기 불활성 가스는 우레탄계 예비중합체와 에폭시 경화제 간의 반응에 참여하지 않는 가스라면 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 불활성 가스는 질소(N) 가스(N2), 이산화탄소 가스(CO2), 아르곤 가스(Ar), 및 헬륨 가스(He)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 질소(N) 가스(N2) 또는 이산화탄소 가스(CO2)일 수 있다.The type of the inert gas is not particularly limited as long as it does not participate in the reaction between the urethane-based prepolymer and the epoxy curing agent. For example, the inert gas may be at least one selected from the group consisting of nitrogen (N) gas (N 2 ), carbon dioxide gas (CO 2 ), argon gas (Ar), and helium gas (He). Specifically, the inert gas may be a nitrogen (N) gas (N 2 ) or a carbon dioxide gas (CO 2 ).

상기 불활성 가스는 상기 조성물 총 부피의 10 % 내지 30 %에 해당하는 부피로 투입될 수 있다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 상기 조성물 총 부피의 15 % 내지 30 %에 해당하는 부피로 투입될 수 있다.The inert gas may be introduced in a volume corresponding to 10% to 30% of the total volume of the composition. Specifically, the inert gas may be introduced in a volume corresponding to 15% to 30% of the total volume of the composition.

계면활성제Surfactants

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조성물에 계면활성제를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the composition may further include a surfactant.

상기 계면활성제는 형성되는 기공들의 겹침 및 합침 현상을 방지하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 실리콘계 비이온성 계면활성제가 적합하나, 이외에도 연마패드에 요구되는 물성에 따라 다양하게 선택할 수 있다.The surfactant may serve to prevent overlapping and convergence of the formed pores. Specifically, the surfactant is a silicone-based nonionic surfactant, but may be variously selected according to the physical properties required for the polishing pad.

상기 실리콘계 비이온성 계면활성제로는 수산기를 갖는 실리콘계 비이온성 계면활성제를 단독으로 사용하거나, 수산기를 갖지 않는 실리콘계 비이온성 계면활성제와 함께 사용할 수 있다.As the silicone-based nonionic surfactant, a silicone-based nonionic surfactant having a hydroxyl group may be used alone or may be used together with a silicone-based nonionic surfactant having no hydroxyl group.

상기 수산기를 갖는 실리콘계 비이온성 계면활성제는 이소시아네이트 함유 화합물 및 활성수소화합물과의 상용성이 우수하여 폴리우레탄 기술분야에 널리 사용되고 있는 것이라면 특별히 제한하지 않는다. 상기 수산기를 갖는 실리콘계 비이온성 계면활성제의 시판물질은, 예를 들어, 다우 코닝사의 DOW CORNING 193(실리콘 글리콜 공중합체, 액상; 25 ℃에서의 비중: 1.07; 20 ℃에서의 점성: 465 ㎟/s; 인화점: 92 ℃)(이하, DC-193이라 함) 등이 있다.The silicone-based nonionic surfactant having a hydroxyl group is not particularly limited as long as it has excellent compatibility with an isocyanate-containing compound and an active hydrogen compound and is widely used in the polyurethane technology field. A commercially available material of the silicone-based nonionic surfactant having a hydroxyl group is, for example, Dow Corning's DOW CORNING 193 (silicone glycol copolymer, liquid; specific gravity at 25°C: 1.07; viscosity at 20°C: 465 mm/s ; flash point: 92 ℃) (hereinafter referred to as DC-193) and the like.

상기 수산기를 갖지 않는 실리콘계 비이온성 계면활성제의 시판물질은, 예를 들어, 다우 코닝사의 DOW CORNING 190(실리콘 글리콜 공중합체, 가드너 색수: 2; 25 ℃에서의 비중: 1.037; 25 ℃에서의 점성: 2000 ㎟/s; 인화점: 63 ℃ 이상; Inverse solubility Point(1.0 % water solution): 36 ℃)(이하, DC-190이라 함) 등이 있다.The commercially available silicone nonionic surfactant having no hydroxyl group is, for example, Dow Corning's DOW CORNING 190 (silicone glycol copolymer, Gardner color number: 2; specific gravity at 25°C: 1.037; viscosity at 25°C: 2000 ㎟/s; Flash point: 63 ℃ or higher; Inverse solubility point (1.0 % water solution): 36 ℃) (hereinafter referred to as DC-190), etc.

상기 계면활성제는 상기 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 2 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 상기 조성물 총 중량을 기준으로 0.2 내지 1.8 중량%, 0.2 내지 1.5 중량%, 0.2 내지 1.6 중량%, 0.1 내지 0.5 중량%, 0.2 내지 0.7 중량%, 또는 0.2 내지 1.0 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 계면활성제를 포함할 경우, 기상 발포제 유래 기공이 몰드 내에서 안정하게 형성 및 유지될 수 있다.The surfactant may be included in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the total weight of the composition. Specifically, the surfactant is 0.2 to 1.8 wt%, 0.2 to 1.5 wt%, 0.2 to 1.6 wt%, 0.1 to 0.5 wt%, 0.2 to 0.7 wt%, or 0.2 to 1.0 wt%, based on the total weight of the composition may be included in the amount of When the surfactant is included in an amount within the above range, pores derived from the gaseous foaming agent may be stably formed and maintained in the mold.

기타 첨가 화합물other additive compounds

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조성물에 상술한 물질 외에, 기타 첨가 화합물을 더 포함할 수 있다. 기타 첨가 화합물은 본 발명의 목적에 악영향을 주지 않는 한, 통상적으로 사용하는 다양한 기타 첨가 화합물을 첨가할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in addition to the above-described materials in the composition, other additive compounds may be further included. As the other additive compounds, various other additive compounds commonly used may be added as long as they do not adversely affect the purpose of the present invention.

상기 기타 첨가 화합물은 상기 조성물 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 4.0 중량%, 0.5 중량% 내지 3.8 중량%, 0.8 중량% 내지 3.5 중량%, 1.0 중량% 내지 3.5 중량%, 0.8 중량% 내지 2.5 중량%, 또는 2.5 중량% 내지 3.5 중량%의 양으로 포함될 수 있다.The other additive compound is 0.2 wt% to 4.0 wt%, 0.5 wt% to 3.8 wt%, 0.8 wt% to 3.5 wt%, 1.0 wt% to 3.5 wt%, 0.8 wt% to 2.5 wt%, based on the total weight of the composition %, or 2.5% to 3.5% by weight.

예를 들면, 기타 첨가 화합물로서 반응속도 조절제, 사슬 연장제, 촉매제, 상기 경화제 이외의 추가 경화제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.For example, as the other additive compound, one selected from the group consisting of a reaction rate regulator, a chain extender, a catalyst, an additional curing agent other than the curing agent, and combinations thereof may be included.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 디이소시아네이트 화합물의 함량이 30 중량% 내지 34 중량%이고, 상기 고분자형 폴리올의 함량이 38 중량% 내지 42 중량%이며, 상기 단분자형 폴리올의 함량이 4.1 중량% 내지 4.5 중량%일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, based on the total weight of the composition, the content of the diisocyanate compound is 30% to 34% by weight, the content of the polymeric polyol is 38% to 42% by weight, and the The content of the monomolecular polyol may be 4.1 wt% to 4.5 wt%.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 디이소시아네이트 화합물의 함량이 30 중량% 내지 34 중량%이고, 상기 고분자형 폴리올의 함량이 38 중량% 내지 42 중량%이며, 상기 단분자형 폴리올의 함량이 4.1 중량% 내지 4.5 중량%이고, 상기 경화제의 함량이 17.0 중량% 내지 19.3 중량%일 수 있다. 상기 성분들의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 본 발명에서 목적하는 연마층 내 산소(O) 원소, 및 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량을 구현할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, based on the total weight of the composition, the content of the diisocyanate compound is 30% to 34% by weight, the content of the polymeric polyol is 38% to 42% by weight, and the The content of the monomolecular polyol may be 4.1 wt% to 4.5 wt%, and the content of the curing agent may be 17.0 wt% to 19.3 wt%. When the content of the components satisfies the above range, the total content of oxygen (O) element and nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the polishing layer desired in the present invention may be realized.

[연마패드의 제조방법] [Manufacturing method of abrasive pad]

일 구현예에 따른 연마패드의 제조방법은, 우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 순차 또는 동시 혼합하여 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 조성물을 몰드 내에 주입하여 경화하여 연마층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며, 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O)의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%일 수 있다.A method of manufacturing a polishing pad according to an embodiment includes: preparing a composition by sequentially or simultaneously mixing a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent; and injecting the composition into a mold and curing it to form an abrasive layer, wherein the content of element oxygen (O) in the abrasive layer is 15 wt% to 19 wt% based on the total weight of the abrasive layer, The total content of nitrogen (N) and oxygen (O) in the abrasive layer may be 20 wt% to 27 wt% based on the total weight of the abrasive layer.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 연마패드의 제조방법에 있어서 각 성분의 함량, 종류, 비율 등에 관한 사항은 상기 연마패드에 관하여 전술한 바와 같다.According to one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the polishing pad, the content, type, ratio, etc. of each component are the same as those described above with respect to the polishing pad.

또한, 상기 조성물(원료 조성물)을 제조하는 단계는, 우레탄계 예비중합체를 포함하는 제 1 조성물을 준비하는 단계; 경화제를 포함하는 제 2 조성물을 준비하는 단계; 발포제를 포함하는 제 3 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 제 1 조성물을 상기 제 2 조성물 및 상기 제 3 조성물과 순차 또는 동시 혼합하여 원료 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of preparing the composition (raw composition) comprises the steps of preparing a first composition comprising a urethane-based prepolymer; Preparing a second composition comprising a curing agent; preparing a third composition comprising a blowing agent; and sequentially or simultaneously mixing the first composition with the second composition and the third composition to prepare a raw material composition.

또한, 필요에 따라 상기 조성물에 계면활성제를 더 첨가할 수 있다. 상기 계면활성제의 종류 및 함량은 상술한 바와 같다.In addition, if necessary, a surfactant may be further added to the composition. The type and content of the surfactant are as described above.

또한, 필요에 따라 상기 조성물 제조시 휘발성 액체를 이용한 액상 발포제 및 불활성 가스 등의 기상 발포제 중에서 선택된 1종 이상의 발포제를 더 혼합할 수 있다.In addition, at least one foaming agent selected from a liquid foaming agent using a volatile liquid and a gaseous foaming agent such as an inert gas may be further mixed when preparing the composition, if necessary.

상기 혼합은, 상기 제 1 조성물을 상기 제 2 조성물과 혼합한 후 상기 제 3 조성물과 더 혼합하거나, 또는 상기 제 1 조성물을 상기 제 3 조성물과 혼합한 후 상기 제 2 조성물과 더 혼합하여 수행될 수 있다.The mixing may be performed by mixing the first composition with the second composition and then further mixing the third composition, or mixing the first composition with the third composition and further mixing the second composition. can

일례로서, 우레탄계 예비중합체, 경화제, 및 발포제는 실질적으로 거의 동시에 혼합 과정에 투입될 수 있으며, 발포제, 계면활성제, 및 불활성 가스를 더 첨가하는 경우, 이들 또한 실질적으로 거의 동시에 혼합 과정에 투입될 수 있다.As an example, the urethane-based prepolymer, the curing agent, and the foaming agent may be added to the mixing process at substantially the same time. there is.

다른 예로서, 우레탄계 예비중합체, 발포제 및 계면활성제는 미리 혼합하고, 이후 경화제를 투입하거나, 경화제, 및 불활성 가스를 함께 투입할 수 있다.As another example, the urethane-based prepolymer, the foaming agent, and the surfactant may be mixed in advance, and then the curing agent may be added, or the curing agent and the inert gas may be added together.

상기 혼합은 1,000 내지 10,000 rpm, 또는 4,000 내지 7,000 rpm의 속도로 수행될 수 있다. 상기 속도 범위일 때, 불활성 가스 및 발포제가 조성물 내에 고르게 분산되는데 보다 유리할 수 있다.The mixing may be performed at a speed of 1,000 to 10,000 rpm, or 4,000 to 7,000 rpm. In the above speed range, it may be more advantageous for the inert gas and the blowing agent to be evenly dispersed in the composition.

또한, 상기 조성물을 제조하는 단계는, 50 ℃ 내지 150 ℃ 조건에서 수행될 수 있고, 필요에 따라, 진공 탈포 조건 하에서 수행될 수 있다.In addition, the step of preparing the composition may be performed at 50 °C to 150 °C conditions, and, if necessary, may be performed under vacuum defoaming conditions.

상기 조성물을 몰드 내에 주입하여 경화하여 연마층을 형성하는 단계는, 60 ℃ 내지 120 ℃ 온도 조건 및 50 kg/m2 내지 200 kg/m2 압력 조건 하에서 수행될 수 있다.The step of injecting and curing the composition into a mold to form a polishing layer may be performed under a temperature condition of 60° C. to 120° C. and a pressure condition of 50 kg/m 2 to 200 kg/m 2 .

또한, 상기 제조방법은, 수득된 연마패드의 표면을 절삭하는 공정, 표면에 그루브를 가공하는 공정, 하층부와의 접착 공정, 검사 공정, 포장 공정 등을 더 포함할 수 있다. 이들 공정들은 통상적인 연마패드 제조방법의 방식대로 수행할 수 있다.In addition, the manufacturing method may further include a process of cutting the surface of the obtained polishing pad, a process of processing a groove on the surface, an adhesion process with a lower layer, an inspection process, a packaging process, and the like. These processes may be performed in the manner of a conventional polishing pad manufacturing method.

[연마패드의 물성][Physical properties of abrasive pad]

본 발명의 구현예에 따른 연마패드는 물성 및 연마율을 향상시킬 수 있다.The polishing pad according to the embodiment of the present invention can improve physical properties and polishing rate.

구체적으로 살펴보면, 상기 연마층의 두께는 0.8 mm 내지 5.0 mm, 1.0 mm 내지 4.0 mm, 1.0 mm 내지 3.0 mm, 1.5 mm 내지 2.5 mm, 1.7 mm 내지 2.3 mm, 또는 2.0 mm 내지 2.1 mm일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 기공의 상하 부위별 입경 편차를 최소화하면서도 연마층으로서의 기본적 물성을 충분히 발휘할 수 있다.Specifically, the thickness of the polishing layer may be 0.8 mm to 5.0 mm, 1.0 mm to 4.0 mm, 1.0 mm to 3.0 mm, 1.5 mm to 2.5 mm, 1.7 mm to 2.3 mm, or 2.0 mm to 2.1 mm. When it is within the above range, it is possible to sufficiently exhibit basic physical properties as an abrasive layer while minimizing the deviation of the particle size for each upper and lower part of the pores.

상기 연마층의 비중은 0.6 g/㎤ 내지 0.9 g/㎤, 또는 0.7 g/㎤ 내지 0.85 g/㎤일 수 있다.The specific gravity of the polishing layer may be 0.6 g/cm 3 to 0.9 g/cm 3 , or 0.7 g/cm 3 to 0.85 g/cm 3 .

상기 연마층의 경도는 45 Shore D 내지 80 Shore D, 45 Shore D 내지 70 Shore D, 45 Shore D 내지 60 Shore D, 50 Shore D 내지 60 Shore D, 또는 55 Shore D 내지 60 Shore D일 수 있다.The hardness of the polishing layer may be 45 Shore D to 80 Shore D, 45 Shore D to 70 Shore D, 45 Shore D to 60 Shore D, 50 Shore D to 60 Shore D, or 55 Shore D to 60 Shore D.

상기 연마층의 인장강도는 16 N/mm2 내지 25 N/mm2, 18 N/mm2 내지 25 N/mm2, 20 N/mm2 내지 25 N/mm2, 또는 20 N/mm2 내지 24 N/mm2일 수 있다.The tensile strength of the polishing layer is 16 N/mm 2 to 25 N/mm 2 , 18 N/mm 2 to 25 N/mm 2 , 20 N/mm 2 to 25 N/mm 2 , or 20 N/mm 2 to 24 N/mm 2 .

상기 연마층의 신율은 95 % 내지 200 %, 98 % 내지 200 %, 100 % 내지 150 %, 또는 100 % 내지 120 %일 수 있다.The elongation of the polishing layer may be 95% to 200%, 98% to 200%, 100% to 150%, or 100% to 120%.

상기 연마층의 모듈러스는 50 kgf/cm2 내지 130 kgf/cm2, 50 kgf/cm2 내지 125 kgf/cm2, 55 kgf/cm2 내지 125 kgf/cm2 또는 60 kgf/cm2 내지 120 kgf/cm2일 수 있다.The modulus of the polishing layer is 50 kgf/cm 2 to 130 kgf/cm 2 , 50 kgf/cm 2 to 125 kgf/cm 2 , 55 kgf/cm 2 to 125 kgf/cm 2 or 60 kgf/cm 2 to 120 kgf It can be /cm 2 .

또한, 상기 연마패드는 미세 기공들을 포함한다.In addition, the polishing pad includes micropores.

상기 미세 기공들은 상기 연마층의 0.3 cm2 면적당 100 개 내지 300 개, 150 개 내지 300 개, 또는 100 개 내지 250 개로 포함될 수 있다. The micropores may be included in 100 to 300, 150 to 300, or 100 to 250 per 0.3 cm 2 area of the polishing layer.

상기 미세 기공들의 수평균 직경은 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 20 ㎛ 내지 50 ㎛, 20 ㎛ 내지 40 ㎛, 20 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 30 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 미세 기공들은 20 ㎛ 내지 25 ㎛의 수평균 직경을 가질 수 있다.The number average diameter of the micropores may be 10 μm to 50 μm, 20 μm to 50 μm, 20 μm to 40 μm, 20 μm to 30 μm, or 30 μm to 50 μm. As a specific example, the micropores may have a number average diameter of 20 μm to 25 μm.

또한 상기 미세 기공들의 총 면적은 상기 연마층의 총 면적을 기준으로 30 % 내지 60 %, 35 % 내지 50 %, 또는 40 % 내지 50 %일 수 있다. In addition, the total area of the micropores may be 30% to 60%, 35% to 50%, or 40% to 50% based on the total area of the polishing layer.

또한 상기 미세 기공들은 상기 연마층의 총 부피를 기준으로 30 부피% 내지 70 부피%, 30 부피% 내지 70 부피%, 또는 40 부피% 내지 60 부피%로 포함될 수 있다.In addition, the micropores may be included in an amount of 30% to 70% by volume, 30% to 70% by volume, or 40% to 60% by volume based on the total volume of the polishing layer.

상기 연마층은 표면에 기계적 연마를 위한 그루브(groove)를 가질 수 있다. 상기 그루브는 기계적 연마를 위한 적절한 깊이, 너비 및 간격을 가질 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.The polishing layer may have a groove on its surface for mechanical polishing. The groove may have an appropriate depth, width and spacing for mechanical polishing, and is not particularly limited.

상기 연마패드는 상기 연마층과 적층되는 지지층을 더 포함할 수 있다. 상기 지지층은 상기 연마층을 지지하면서, 상기 연마층에 가해지는 충격을 흡수하고 분산시키는 역할을 한다. 상기 지지층은 부직포 또는 스웨이드를 포함할 수 있고, 0.5 mm 내지 1 mm의 두께 및 60 Asker C 내지 90 Asker C의 경도를 가질 수 있다.The polishing pad may further include a support layer stacked with the polishing layer. The support layer serves to absorb and disperse an impact applied to the abrasive layer while supporting the abrasive layer. The support layer may include a nonwoven fabric or suede, and may have a thickness of 0.5 mm to 1 mm and a hardness of 60 Asker C to 90 Asker C.

또한, 상기 연마층 및 지지층 사이에는 접착층이 삽입될 수 있다. 상기 접착층은 핫멜트 접착제를 포함할 수 있다. 상기 핫멜트 접착제는 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 에틸렌-아세트산 비닐 수지, 폴리아미드 수지 및 폴리올레핀 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 핫멜트 접착제는 폴리우레탄 수지 및 폴리에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.In addition, an adhesive layer may be inserted between the polishing layer and the support layer. The adhesive layer may include a hot melt adhesive. The hot melt adhesive may be at least one selected from the group consisting of a polyurethane resin, a polyester resin, an ethylene-vinyl acetate resin, a polyamide resin, and a polyolefin resin. Specifically, the hot melt adhesive may be at least one selected from the group consisting of a polyurethane resin and a polyester resin.

상기 연마패드의 연마율(removal rate), 예를 들어 세리아 슬러리를 이용한 옥사이드(O)막 연마율은 3000 Å/분 내지 4000 Å/분, 3200 Å/분 내지 4000 Å/분, 3500 Å/분 내지 4000 Å/분, 또는 3700 Å/분 내지 4000 Å/분일 수 있다. 상기 연마율은 연마패드의 제조 직후(즉 경화 직후)의 초기 연마율일 수 있다.The removal rate of the polishing pad, for example, the oxide (O) film polishing rate using the ceria slurry is 3000 Å/min to 4000 Å/min, 3200 Å/min to 4000 Å/min, 3500 Å/min to 4000 Å/min, or from 3700 Å/min to 4000 Å/min. The polishing rate may be an initial polishing rate immediately after the polishing pad is manufactured (ie, immediately after curing).

또한 상기 연마패드의 패드절삭률(pad cut rate)은 15 ㎛/hr 내지 45㎛/hr, 20 ㎛/hr 내지 35 ㎛/hr, 25 ㎛/hr 내지 45 ㎛/hr, 25 ㎛/hr 내지 35 ㎛/hr일 수 있다. In addition, the pad cut rate of the polishing pad is 15 μm/hr to 45 μm/hr, 20 μm/hr to 35 μm/hr, 25 μm/hr to 45 μm/hr, 25 μm/hr to 35 μm/hr.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이고, 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%인 경우, 연마 입자, 예를 들어 세리아(CeO2) 입자 및 연마패드의 결합력이 적절하게 되고, 이에 따라 상기 세리아 입자 및 반도체 기판(웨이퍼)의 결합력이 향상되어 연마율을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the content of oxygen (O) element in the polishing layer is 15 wt% to 19 wt% based on the total weight of the polishing layer, and the total amount of nitrogen (N) and oxygen (O) elements is When the content is 20 wt% to 27 wt% based on the total weight of the polishing layer, the bonding strength of the abrasive particles, for example, ceria (CeO 2 ) particles and the polishing pad, becomes appropriate, and thus the ceria particles and the semiconductor substrate The bonding force of the (wafer) is improved, so that the polishing rate can be improved.

[반도체 소자의 제조방법] [Method for manufacturing semiconductor device]

일 구현예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 상기 일 구현예에 따른 연마패드를 이용하여 반도체 기판의 표면을 연마하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment includes polishing a surface of a semiconductor substrate using the polishing pad according to the embodiment.

즉, 일 구현예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 연마패드를 이용하여 반도체 기판의 표면을 연마하는 단계를 포함하고, 상기 연마패드가 우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 연마층을 포함하고, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며, 상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O)의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%일 수 있다.That is, the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment includes polishing the surface of a semiconductor substrate using a polishing pad, wherein the polishing pad is a cured product of a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent and a foaming agent. and an abrasive layer containing The total content of may be 20 wt% to 27 wt% based on the total weight of the abrasive layer.

상기 반도체 소자의 제조방법은, 연마층을 포함하는 연마패드를 정반에 장착하는 단계; 및 상기 연마층의 연마면과 웨이퍼의 표면을 맞닿도록 서로 상대 회전시켜 상기 웨이퍼의 표면을 연마하는 단계;를 포함할 수 있다.The method of manufacturing the semiconductor device includes: mounting a polishing pad including a polishing layer on a surface plate; and polishing the surface of the wafer by rotating the polishing surface of the polishing layer relative to each other to bring the surface of the wafer into contact with each other.

도 2는 일 구현예에 따른 반도체 소자 제조 공정의 개략적인 공정도를 도시한 것이다. 도 2를 참조할 때, 상기 일 구현예에 따른 연마패드(210)를 정반(220) 상에 장착한 후, 반도체 기판(230)을 상기 연마패드(210) 상에 배치한다. 이때, 상기 반도체 기판(230)의 표면은 상기 연마패드(210)의 연마면에 직접 접촉된다. 연마를 위해 상기 연마패드 상에 노즐(240)을 통하여 연마 슬러리(250)가 분사될 수 있다. 상기 노즐(240)을 통하여 공급되는 연마 슬러리(250)의 유량은 약 10 ㎤/분 내지 약 1,000 ㎤/분 범위 내에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 50 ㎤/분 내지 약 500 ㎤/분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 2 is a schematic flowchart of a semiconductor device manufacturing process according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 2 , after the polishing pad 210 according to the exemplary embodiment is mounted on the surface plate 220 , a semiconductor substrate 230 is disposed on the polishing pad 210 . In this case, the surface of the semiconductor substrate 230 is in direct contact with the polishing surface of the polishing pad 210 . For polishing, the polishing slurry 250 may be sprayed on the polishing pad through the nozzle 240 . The flow rate of the abrasive slurry 250 supplied through the nozzle 240 may be selected according to the purpose within the range of about 10 cm 3 /min to about 1,000 cm 3 /min, for example, from about 50 cm 3 /min to about It may be 500 ㎤ / min, but is not limited thereto.

이후, 상기 반도체 기판(230)과 상기 연마패드(210)는 서로 상대 회전하여, 상기 반도체 기판(230)의 표면이 연마될 수 있다. 이때, 상기 반도체 기판(230)의 회전 방향 및 상기 연마패드(210)의 회전 방향은 동일한 방향일 수도 있고, 반대 방향일 수도 있다. 상기 반도체 기판(230)과 상기 연마패드(210)의 회전 속도는 약 10 rpm 내지 약 500 rpm 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 30 rpm 내지 약 200 rpm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Thereafter, the semiconductor substrate 230 and the polishing pad 210 may be rotated relative to each other, so that the surface of the semiconductor substrate 230 may be polished. In this case, the rotation direction of the semiconductor substrate 230 and the rotation direction of the polishing pad 210 may be in the same direction or in opposite directions. The rotation speed of the semiconductor substrate 230 and the polishing pad 210 may be selected depending on the purpose in the range of about 10 rpm to about 500 rpm, for example, may be about 30 rpm to about 200 rpm, It is not limited.

상기 반도체 기판(230)은 연마헤드(260)에 장착된 상태로 상기 연마패드(210)의 연마면에 소정의 하중으로 가압되어 맞닿게 한 뒤 그 표면이 연마될 수 있다. 상기 연마헤드(260)에 의하여 상기 반도체 기판(230)의 표면에 상기 연마패드(210)의 연마면에 가해지는 하중은 약 1 gf/㎠ 내지 약 1,000 gf/㎠ 범위에서 목적에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약 10 gf/㎠ 내지 약 800 gf/㎠일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The semiconductor substrate 230 is mounted on the polishing head 260 and is pressed against the polishing surface of the polishing pad 210 by a predetermined load, and then the surface thereof may be polished. The load applied to the polishing surface of the polishing pad 210 on the surface of the semiconductor substrate 230 by the polishing head 260 may be selected according to the purpose in the range of about 1 gf/cm 2 to about 1,000 gf/cm 2 . and may be, for example, about 10 gf/cm 2 to about 800 gf/cm 2 , but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 반도체 소자의 제조 방법은, 상기 연마패드(210)의 연마면을 연마에 적합한 상태로 유지시키기 위하여, 상기 반도체 기판(230)의 연마와 동시에 컨디셔너(270)를 통해 상기 연마패드(210)의 연마면을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, in the method of manufacturing the semiconductor device, in order to maintain the polished surface of the polishing pad 210 in a state suitable for polishing, the semiconductor substrate 230 is polished and the conditioner 270 is used simultaneously with the polishing. The method may further include processing the polishing surface of the pad 210 .

상기 일 구현예에 따른 연마패드는, 상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량, 및 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량, 나아가 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소의 총 함량을 제어함으로써, 연마율을 향상시킬 수 있으므로, 상기 연마패드를 이용하여 우수한 품질의 반도체 소자를 효율적으로 제조할 수 있다.In the polishing pad according to the embodiment, the content of oxygen (O) element in the polishing layer, and the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements, furthermore, nitrogen (N), oxygen (O) and hydrogen ( H) Since the polishing rate can be improved by controlling the total content of the element, a semiconductor device of excellent quality can be efficiently manufactured using the polishing pad.

[실시예][Example]

이하 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명하나, 이들 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.It will be described in more detail through the following examples, but is not limited to the scope of these examples.

실시예Example

실시예 1 Example 1

(1) 우레탄계 예비중합체의 제조(1) Preparation of urethane-based prepolymer

디이소시아네이트 화합물, 및 고분자형 폴리올로서 폴리테트라메틸렌 글리콜(polytetramethylene glycol; PTMG) 및 단분자형 폴리올로서 디에틸렌글리콜(DEG)을 4구 플라스크에 투입하여 80 ℃에서 2시간 반응시켜 우레탄계 예비중합체를 제조하였다. 상기 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올의 함량은 표 1과 같다. A diisocyanate compound, polytetramethylene glycol (PTMG) as a polymer type polyol, and diethylene glycol (DEG) as a monomolecular type polyol were added to a four-neck flask and reacted at 80 ° C. for 2 hours to prepare a urethane-based prepolymer did. The contents of the diisocyanate compound and the polyol are shown in Table 1.

(2) 연마패드의 제조(2) Manufacture of polishing pad

우레탄계 예비중합체, 경화제, 및 발포제 등의 원료를 각각 공급하기 위한 탱크 및 투입 라인이 구비된 캐스팅 장치를 준비하였다. 앞서 제조된 우레탄계 예비중합체, 경화제로서 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(MOCA, Ishihara사) 및 고상 발포제(Akzonobel사)를 각각의 탱크에 충진하였다. 각각의 투입 라인을 통해 원료를 믹싱헤드에 일정한 속도로 투입하면서 교반하였다. 이때 예비중합체와 경화제는 1 : 1의 당량비로 투입되었다. A casting apparatus equipped with a tank and an input line for supplying raw materials such as a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent, respectively, was prepared. The previously prepared urethane-based prepolymer, 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA, Ishihara Corporation) as a curing agent, and a solid foaming agent (Akzonobel Corporation) were filled in each tank. Through each input line, the raw material was added to the mixing head at a constant speed while stirring. At this time, the prepolymer and the curing agent were added in an equivalent ratio of 1:1.

교반된 원료를 몰드(1,000 mm x 1,000 mm x 3 mm)에 토출하되 10 kg/분의 토출 속도로 주입한 후 약 120 ℃에서 캐스팅(casting)하여 성형체를 얻었다. 이후 상기 성형체의 상단 및 하단을 각각 0.5 mm 두께만큼씩 절삭하여 두께 2 mm의 연마층을 얻었다.The stirred raw material was discharged into a mold (1,000 mm x 1,000 mm x 3 mm), but after injection at a discharge rate of 10 kg/min, casting was performed at about 120 ° C. to obtain a molded article. Thereafter, the upper and lower ends of the molded body were cut by a thickness of 0.5 mm, respectively, to obtain an abrasive layer having a thickness of 2 mm.

이후 연마층에 대해 표면 밀링 및 그루브 형성 공정을 거치고, 핫멜트 접착제에 의해 지지층과 적층하여, 연마패드를 얻었다.Thereafter, the polishing layer was subjected to surface milling and groove forming processes, and was laminated with the support layer using a hot melt adhesive to obtain a polishing pad.

실시예 2 내지 4Examples 2 to 4

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 각 성분의 사용량을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 연마패드를 얻었다.As shown in Table 1 below, a polishing pad was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of each component was changed.

비교예 1 내지 3Comparative Examples 1 to 3

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 각 성분의 사용량을 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 연마패드를 얻었다.As shown in Table 1 below, a polishing pad was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of each component was changed.

연마층의 구체적인 공정 조건, 및 각각의 성분 함량을 하기 표 1에 정리하였다. 각 성분의 중량%는 연마패드 제조용 조성물 총 중량(100 중량%)를 기준으로 산출한 것이다.Specific process conditions of the abrasive layer, and the content of each component are summarized in Table 1 below. The weight% of each component is calculated based on the total weight (100% by weight) of the composition for manufacturing a polishing pad.

Figure 112019111057852-pat00001
Figure 112019111057852-pat00001

시험예 1 : 연마층 낸 원소 함량 측정Test Example 1: Measurement of element content in abrasive layer

상기 실시예 및 비교예에서 얻은 연마패드의 연마층 내 각 원소 함량을 원소 분석기인 모델명 Flash2000(Thermo Fisher Scientific, Germany)를 사용하여, 각 원소의 함량, 및 이들의 총 함량을 확인하였다. 상기 원소 함량은 연마패드의 상부패드(top pad)를 측정한 것이다.The content of each element and the total content of each element in the polishing layer of the polishing pad obtained in Examples and Comparative Examples were checked using an element analyzer, model name Flash2000 (Thermo Fisher Scientific, Germany). The element content is measured by the top pad of the polishing pad.

그 결과를 하기 표 2에 정리하였다. 하기 표 2의 중량% 값은 연마층 총 중량을 기준으로 한 중량% 값이다.The results are summarized in Table 2 below. The weight % values in Table 2 below are weight % values based on the total weight of the abrasive layer.

Figure 112019111057852-pat00002
Figure 112019111057852-pat00002

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 4에서 제조된 연마패드는 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 15 중량% 내지 19 중량% 범위 내였고, 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 20 중량% 내지 27 중량% 범위 내임을 확인하였다.As can be seen from Table 2, the polishing pads prepared in Examples 1 to 4 had an oxygen (O) element content in a range of 15 wt% to 19 wt% in the polishing layer, and nitrogen (N) and oxygen ( O) It was confirmed that the total content of the element was within the range of 20 wt% to 27 wt%.

이에 반해, 비교예 1에서 제조된 연마패드는 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 19 중량 범위를 초과하였고, 비교예 2에서 제조된 연마패드는 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 15 중량 범위 미만이었으며, 비교예 3에서 제조된 연마패드는 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 20 중량% 미만임을 확인하였다. On the other hand, in the polishing pad prepared in Comparative Example 1, the content of oxygen (O) element in the polishing layer exceeded the 19 weight range, and the polishing pad prepared in Comparative Example 2 had the oxygen (O) element content in the polishing layer. It was less than 15 weight range, and it was confirmed that the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the polishing pad prepared in Comparative Example 3 was less than 20 weight %.

실험예 2 : 연마패드의 물성Experimental Example 2: Physical properties of polishing pad

실시예 및 비교예에서 제조된 연마패드의 물성과 관련하여, 아래의 항목에 대해 시험하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.With respect to the physical properties of the polishing pads prepared in Examples and Comparative Examples, the following items were tested, and the results are shown in Table 3 below.

(1) 비중(1) specific gravity

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 연마패드를 4 cm Х 8.5 cm의 직사각형(두께: 2 mm)으로 자른 후 온도 23±2 ℃, 습도 50±5 %의 환경에서 16 시간 정치하였다. HPE ?D비중계를 사용하여 연마패드의 비중을 측정하였다.The polishing pad prepared according to the above Examples and Comparative Examples was cut into a rectangle (thickness: 2 mm) of 4 cm Х 8.5 cm, and then left at a temperature of 23±2° C. and a humidity of 50±5% for 16 hours. The specific gravity of the polishing pad was measured using an HPE ?D hydrometer.

(2) 기공 특성(2) pore properties

실시예 및 비교예의 연마패드의 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다.Cross-sections of the polishing pads of Examples and Comparative Examples were observed with a scanning electron microscope (SEM).

또한, SEM 이미지를 바탕으로 기공의 특성을 산출하여 하기 표 3에 정리하였다.In addition, the characteristics of the pores were calculated based on the SEM image and summarized in Table 3 below.

- 수평균 직경 : SEM 이미지 상의 기공 직경의 합을 기공 갯수로 나눈 평균- Number average diameter: the average of the sum of the pore diameters on the SEM image divided by the number of pores

- 기공 개수 : SEM 이미지 상의 0.3 cm3 당 존재하는 기공의 개수- Number of pores: the number of pores per 0.3 cm 3 on the SEM image

- 기공 면적율 : SEM 이미지의 전체 면적 대비 기공만의 면적의 백분율- Pore area ratio: Percentage of the area of pores only compared to the total area of the SEM image

Figure 112019111057852-pat00003
Figure 112019111057852-pat00003

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 4에서 제조된 연마패드는 기공의 수평균 직경이 20 내지 26 ㎛ 내외임을 확인하였고, 기공 면적률은 41 % 내지 45 % 내외임을 확인하였다. As can be seen from Table 3, it was confirmed that the polishing pads prepared in Examples 1 to 4 had a number average diameter of 20 to 26 μm, and a pore area ratio of 41% to 45%.

(3) 연마율(removal rate)(3) removal rate

연마패드 제조 직후의 초기 연마율을 아래와 같이 측정하였다.The initial polishing rate immediately after the polishing pad was manufactured was measured as follows.

직경 300 mm의 실리콘 반도체 기판에 산화규소를 화학기상증착(CVD) 공정에 의해서 증착하였다. CMP 장비에 연마패드를 부착하고, 실리콘 반도체 기판의 산화규소 층이 연마패드의 연마면을 향하도록 설치하였다. 이후, 연마 하중이 4.0 psi가 되도록 조정하고 150 rpm으로 연마패드를 회전시키면서 연마패드 상에 하소 세리아 슬러리를 250 ㎖/분의 속도로 투입하면서 정반을 150 rpm으로 60 초간 회전시켜 산화규소막을 연마하였다. 연마 후 실리콘 웨이퍼를 캐리어로부터 떼어내어, 회전식 탈수기(spin dryer)에 장착하여 정제수(DIW)로 세정한 후, 질소(N)로 15 초 동안 건조하였다. 건조된 실리콘 웨이퍼를 광간섭식 두께 측정 장치(제조사: Kyence 사, 모델명: SI-F80R)를 사용하여 연마 전후 막 두께 변화를 측정하였다. 이후 하기 식 1을 사용하여 연마율을 계산하였다.Silicon oxide was deposited on a silicon semiconductor substrate having a diameter of 300 mm by a chemical vapor deposition (CVD) process. A polishing pad was attached to the CMP equipment, and the silicon oxide layer of the silicon semiconductor substrate was installed to face the polishing surface of the polishing pad. Thereafter, the polishing load was adjusted to be 4.0 psi and the silicon oxide film was polished by rotating the platen at 150 rpm for 60 seconds while injecting the calcined ceria slurry onto the polishing pad at a rate of 250 ml/min while rotating the polishing pad at 150 rpm. . After polishing, the silicon wafer was removed from the carrier, mounted on a spin dryer, washed with purified water (DIW), and dried with nitrogen (N) for 15 seconds. The thickness of the dried silicon wafer was measured before and after polishing using an optical interference thickness measuring device (manufacturer: Kyence, model name: SI-F80R). Then, the polishing rate was calculated using Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

연마율(Å/분) = 실리콘 웨이퍼의 연마 두께(Å)) / 연마 시간(분)Polishing rate (Å/min) = Polishing thickness of silicon wafer (Å)) / Polishing time (min)

Figure 112019111057852-pat00004
Figure 112019111057852-pat00004

상기 표 4, 및 도 1에서 보듯이, 실시예 1 내지 4의 연마패드는 연마층 내 산소(O) 원소의 함량, 및 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 본 발명의 범위내에 있는 경우, 옥사이드에 대한 연마율이 약 3628 Å/분 및 3910 Å/분이었고, 스크래치 개수도 1 개 내지 3 개로 비교예 1 내지 3에 비해 현저히 감소함을 확인하였다.As shown in Table 4 and FIG. 1, in the polishing pads of Examples 1 to 4, the content of oxygen (O) element in the polishing layer, and the total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements were within the scope of the present invention. It was confirmed that the polishing rate for oxide was about 3628 Å/min and 3910 Å/min, and the number of scratches was also significantly reduced compared to Comparative Examples 1 to 3 with 1 to 3 scratches.

반면, 비교예 1의 연마패드의 경우 옥사이드에 대한 연마율이 약 2809 Å/분으로, 실시예 1 내지 4의 연마패드에 20% 이상 현저히 감소함을 확인하였다. 이는 산소(O) 원소의 함량이 연마패드 총 중량을 기준으로 19.2 중량%로, 지나치게 많기 때문에, 연마시 사용되는 연마 입자인 세리아(CeO2) 입자와 연마패드의 결합력이 지나치게 증가하여, 세리아(CeO2) 입자와 웨이퍼의 결합력을 오히려 감소시켰기 때문에 연마율에 악영향을 준 것으로 생각된다. On the other hand, in the case of the polishing pad of Comparative Example 1, the polishing rate for oxide was about 2809 Å/min, and it was confirmed that the polishing pad of Examples 1 to 4 was significantly reduced by 20% or more. This is because the content of element oxygen (O) is 19.2% by weight based on the total weight of the polishing pad, which is too large, so that the bonding strength between the abrasive particles used during polishing, ceria (CeO 2 ) particles and the polishing pad is excessively increased, so ceria ( CeO 2 ) It is thought that the removal rate was adversely affected because the bonding force between the particles and the wafer was rather reduced.

또한, 비교예 2 및 3의 연마패드의 경우 연마율이 4108 Å/분 이상으로 지나치게 증가함을 보였으며, 스크래치 개수도 15 개 이상으로 실시예 1 내지 4에 비해 현저히 증가함을 보였다. 이는 산소(O) 원소의 함량 또는 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 본 발명의 범위에서 벗어나므로 연마율 및 스크래치에 악영향을 준 것으로 생각된다.In addition, in the case of the polishing pads of Comparative Examples 2 and 3, the polishing rate was excessively increased to 4108 Å/min or more, and the number of scratches was also significantly increased compared to Examples 1 to 4 to 15 or more. It is considered that the content of element oxygen (O) or the total content of elements nitrogen (N) and oxygen (O) is outside the scope of the present invention, and thus the polishing rate and scratches are adversely affected.

210 : 연마패드 220 : 정반
230 : 반도체 기판 240 : 노즐
250 : 연마 슬러리 260 : 연마헤드
270 : 컨디셔너
210: polishing pad 220: surface plate
230: semiconductor substrate 240: nozzle
250: polishing slurry 260: polishing head
270: conditioner

Claims (18)

우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 연마층을 포함하고,
상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며,
상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O) 원소의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%이고,
상기 연마층은 다수개의 미세기공을 포함하는, 연마패드.
An abrasive layer comprising a cured product of a composition comprising a urethane-based prepolymer, a curing agent and a foaming agent,
The content of oxygen (O) element in the abrasive layer is 15 wt% to 19 wt% based on the total weight of the abrasive layer,
The total content of nitrogen (N) and oxygen (O) elements in the abrasive layer is 20 wt% to 27 wt% based on the total weight of the abrasive layer,
The polishing layer includes a plurality of micropores, polishing pad.
제 1 항에 있어서,
상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 16 중량% 내지 18.9 중량%인, 연마패드.
The method of claim 1,
The polishing pad, wherein the content of oxygen (O) element in the polishing layer is 16 wt% to 18.9 wt% based on the total weight of the polishing layer.
제 1 항에 있어서,
상기 연마층 내 탄소(C), 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 92 중량% 내지 96 중량%인, 연마패드.
The method of claim 1,
The total content of carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O) and hydrogen (H) elements in the polishing layer is 92 wt% to 96 wt% based on the total weight of the polishing layer, the polishing pad.
제 3 항에 있어서,
상기 연마층 내 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소의 총 함량이 상기 탄소(C), 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소의 총 함량을 기준으로 30 중량% 내지 35 중량%인, 연마패드.
4. The method of claim 3,
The total content of nitrogen (N), oxygen (O) and hydrogen (H) elements in the polishing layer is based on the total content of carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O) and hydrogen (H) elements. 30% to 35% by weight of the polishing pad.
제 4 항에 있어서,
상기 탄소(C), 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 원소를 제외한 기타 원소의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 4 중량% 내지 8 중량%인, 연마패드.
5. The method of claim 4,
The total content of elements other than carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O) and hydrogen (H) is 4 wt% to 8 wt% based on the total weight of the polishing layer, the polishing pad.
제 1 항에 있어서,
상기 우레탄계 예비중합체가 1종 이상의 디이소시아네이트 화합물 및 2종 이상의 폴리올의 예비중합 반응생성물을 포함하는, 연마패드.
The method of claim 1,
The polishing pad, wherein the urethane-based prepolymer comprises a prepolymerization product of at least one diisocyanate compound and at least two polyols.
제 6 항에 있어서,
상기 연마층 내 산소(O) 원소가 상기 디이소시아네이트 화합물 및 폴리올로부터 유래된 것이고,
상기 폴리올 유래의 산소(O) 원소 및 상기 디이소시아네이트 화합물 유래의 산소(O) 원소의 몰비가 1 : 0.1 내지 0.5인, 연마패드.
7. The method of claim 6,
The oxygen (O) element in the polishing layer is derived from the diisocyanate compound and the polyol,
The molar ratio of the oxygen (O) element derived from the polyol and the oxygen (O) element derived from the diisocyanate compound is 1:0.1 to 0.5, the polishing pad.
제 6 항에 있어서,
상기 2종 이상의 폴리올이 1종 이상의 단분자형 폴리올 및 1종 이상의 고분자형 폴리올이고,
상기 연마패드가 상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 폴리올의 혼합 중량비 1 : 1.35 내지 1.55;
상기 단분자형 폴리올 및 상기 고분자형 폴리올의 혼합 중량비 1 : 8 내지 10;
상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 고분자형 폴리올의 혼합 중량비 1 : 1.2 내지 1.43; 및
상기 디이소시아네이트 화합물 및 상기 단분자형 폴리올의 혼합 중량비 1 : 0.11 내지 0.15;의 혼합 중량비 중에서 적어도 하나를 만족하는, 연마패드.
7. The method of claim 6,
The at least two polyols are at least one monomolecular polyol and at least one polymer polyol,
The polishing pad may have a mixing weight ratio of the diisocyanate compound and the polyol of 1: 1.35 to 1.55;
A mixing weight ratio of the monomolecular polyol and the high molecular polyol 1: 8 to 10;
A mixing weight ratio of the diisocyanate compound and the polymer-type polyol 1: 1.2 to 1.43; and
The diisocyanate compound and the mixing weight ratio of the monomolecular polyol 1: 0.11 to 0.15; satisfying at least one of the mixing weight ratio of the polishing pad.
제 6 항에 있어서,
상기 디이소시아네이트 화합물의 함량이 상기 조성물 총 중량을 기준으로 29.9 중량% 내지 35 중량%인, 연마패드.
7. The method of claim 6,
The content of the diisocyanate compound is 29.9 wt% to 35 wt% based on the total weight of the composition, the polishing pad.
제 8 항에 있어서,
상기 고분자형 폴리올의 함량이 상기 조성물 총 중량을 기준으로 35 중량% 내지 42.8 중량%인, 연마패드.
9. The method of claim 8,
The content of the polymer-type polyol is 35 wt% to 42.8 wt% based on the total weight of the composition, the polishing pad.
제 8 항에 있어서,
상기 단분자형 폴리올의 함량이 상기 조성물 총 중량을 기준으로 4.0 중량% 내지 4.5 중량%인, 연마패드.
9. The method of claim 8,
The content of the monomolecular polyol is 4.0 wt% to 4.5 wt% based on the total weight of the composition, the polishing pad.
제 1 항에 있어서,
상기 경화제의 함량이 상기 조성물 총 중량을 기준으로 16.0 중량% 내지 20 중량%인, 연마패드.
The method of claim 1,
The content of the curing agent is 16.0 wt% to 20 wt% based on the total weight of the composition, the polishing pad.
제 8 항에 있어서,
상기 고분자형 폴리올이 폴리테트라메틸렌 글리콜(polytetramethylene glycol; PTMG), 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜(polytetramethylene etherglycol; PTMEG), 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol) 및 폴리카프로락톤 폴리올(polycarprolactone polyol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
9. The method of claim 8,
The polymeric polyol is polytetramethylene glycol (PTMG), polytetramethylene etherglycol (PTMEG), polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol ) and polycaprolactone polyol (polycarprolactone polyol) comprising at least one selected from the group consisting of, a polishing pad.
제 8 항에 있어서,
상기 단분자형 폴리올이 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG), 프로판디올(PDO) 및 메틸프로판디올(MP-diol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
9. The method of claim 8,
The monomolecular polyol comprises at least one selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), propylene glycol (PG), propanediol (PDO) and methylpropanediol (MP-diol) , polishing pad.
제 1 항에 있어서,
상기 경화제가 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)(4,4'-methylenebis(2-chloroaniline); MOCA), 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine; DETDA), 디아미노디페닐메탄(diaminodiphenylmethane), 디아미노디페닐설폰(diaminodiphenylsulfone), m-자일릴렌디아민(m-xylylenediamine), 이소포론디아민(isophoronediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라아민(triethylenetetramine), 폴리프로필렌디아민(polypropylenediamine), 폴리프로필렌트리아민(polypropylenetriamine) 및 비스(4-아미노-3-클로로페닐)메탄(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 연마패드.
The method of claim 1,
The curing agent is 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline) (4,4'-methylenebis (2-chloroaniline); MOCA), diethyltoluenediamine (DETDA), diaminodiphenylmethane (diaminodiphenylmethane) , diaminodiphenylsulfone, m-xylylenediamine, isophoronediamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, Contains at least one selected from the group consisting of polypropylenediamine, polypropylenetriamine, and bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane which is a polishing pad.
제 1 항에 있어서,
상기 연마패드가 옥사이드에 대해 3000 Å/분 내지 4000 Å/분의 연마율(removal rate)을 갖는, 연마패드.
The method of claim 1,
wherein the polishing pad has a removal rate for oxide of 3000 Å/min to 4000 Å/min.
우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 순차 또는 동시 혼합하여 조성물을 제조하는 단계; 및
상기 조성물을 몰드 내에 주입하여 경화하여 연마층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며,
상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O)의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%이고,
상기 연마층은 다수개의 미세기공을 포함하는, 연마패드의 제조방법.
preparing a composition by sequentially or simultaneously mixing a urethane-based prepolymer, a curing agent, and a foaming agent; and
Including; injecting the composition into a mold and curing it to form an abrasive layer;
The content of oxygen (O) element in the abrasive layer is 15 wt% to 19 wt% based on the total weight of the abrasive layer,
The total content of nitrogen (N) and oxygen (O) in the abrasive layer is 20 wt% to 27 wt% based on the total weight of the abrasive layer,
The polishing layer comprises a plurality of micropores, a method of manufacturing a polishing pad.
연마패드를 이용하여 반도체 기판의 표면을 연마하는 단계를 포함하고,
상기 연마패드가 우레탄계 예비중합체, 경화제 및 발포제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 연마층을 포함하고,
상기 연마층 내 산소(O) 원소의 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 19 중량%이며,
상기 연마층 내 질소(N) 및 산소(O)의 총 함량이 상기 연마층 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 27 중량%이고,
상기 연마층은 다수개의 미세기공을 포함하는, 반도체 소자의 제조방법.
Polishing the surface of the semiconductor substrate using a polishing pad,
The polishing pad includes a polishing layer comprising a cured product of a composition including a urethane-based prepolymer, a curing agent and a foaming agent,
The content of oxygen (O) element in the abrasive layer is 15 wt% to 19 wt% based on the total weight of the abrasive layer,
The total content of nitrogen (N) and oxygen (O) in the abrasive layer is 20 wt% to 27 wt% based on the total weight of the abrasive layer,
The polishing layer comprises a plurality of micropores, a method of manufacturing a semiconductor device.
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